Desenvolvimento da Criação de Luz Não-Clássica em Amostras de Átomos Frios em 3D

• Processo: 24/13462-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: Philippe Wilhelm Courteille
• Beneficiário: Ana Cipris
• Supervisor: Hugbart Mathilde
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Institut De Physique De Nice, Site Nice Valrose, França
• Vinculado à bolsa: 23/00866-0 - Espalhamento de luz por amostras atômicas densas: propriedades temporais da emissão de luz nos regimes linear e saturado., BP.PD
• Assunto(s): Átomos frios Interação luz-matéria
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antibunching | Átomos Frios | Estatísticas temporais da luz | Interação luz-matéria | luz não-clássica | Medições de correlação de intensidade e campo | Espalhamento de luz por átomos frios

Resumo

Fontes de luz não clássicas, como fótons únicos e pares de fótons emaranhados, são essenciais para a computação quântica, comunicação quântica segura e metrologia de precisão. Métodos tradicionais, embora eficazes, muitas vezes não produzem luz com as propriedades espectrais necessárias para a integração com sistemas como memórias quânticas. Avanços recentes demonstraram que ensembles atômicos podem gerar luz não clássica com as características espectrais necessárias, tornando-os altamente vantajosos para aplicações em tecnologias quânticas. Avançar na geração e compreensão da luz não clássica por meio de ensembles atômicos constitui a base das tecnologias quânticas emergentes. Este projeto, liderado pela Dra. Mathilde Hugbart no Institut de Physique de Nice (INPHYNI), visa explorar a geração de luz não clássica por ensembles atômicos frios tridimensionais.O objetivo final do projeto é observar a antibunching de fótons, um marco da luz não clássica, em ensembles atômicos frios 3D, além de explorar como a dimensionalidade impacta a geração de luz não clássica. O projeto compreende várias fases. Inicialmente, serão realizadas medições de transmissão do feixe de prova e da função de correlação de segunda ordem em um pequeno ângulo. Essas medições ajudarão a identificar e quantificar as limitações na geração de luz não clássica por meio de ensembles atômicos 3D. Uma vez identificadas, serão desenvolvidas e implementadas estratégias para contornar essas limitações. A etapa final envolverá a modificação do sistema de detecção para medir a função de correlação de intensidade g^2(tau)<1 na direção frontal e a realização de medições preliminares visando observar a antibunching, caracterizada por g^2(0)<1.O beneficiário ganhará experiência prática com sistemas ópticos e de detecção de última geração, cruciais para medir estatísticas temporais da luz e funções de correlação. Ao final do estágio, o beneficiário terá adquirido conhecimento abrangente sobre técnicas experimentais e computacionais para medir e analisar correlações de luz. Essa expertise contribuirá diretamente para o projeto de pesquisa de pós-doutorado do candidato no IFSC-USP, permitindo a implementação de metodologias avançadas para investigar interações de campo próximo e propriedades de espalhamento de luz em amostras atômicas densas.